Naftalina
viabiliza computador quântico a temperatura ambiente
A naftalina (à esquerda) e o pó
resultante de sua queima - esse pó negro mantém os qubits estáveis a
temperatura ambiente. [Imagem: Mohammad Choucair]
Cheiro de coisa nova
Nada pode parecer mais contraposto do que a
tradicional naftalina, associada com coisas velhas, e os computadores
quânticos, associados com o futuro da tecnologia da informação.
Por uma daquelas inexplicáveis ironias da história,
contudo, a naftalina pode ser a grande responsável pela viabilização dos
computadores quânticos práticos.
Tudo se deve a que, no âmbito da mecânica quântica,
as partículas se agitam constantemente e interferem umas com as outras e com o
ambiente. Como na computação quântica os dados são guardados nessas partículas,
que funcionam como qubits, para manter esses dados estáveis tempo suficiente
para que eles sejam usados nos cálculos é necessário "acalmar" as
partículas, resfriando-as até próximo do zero absoluto.
Em termos práticos isso significa que um processador quântico poderá ser pequeno e consumir pouca energia, mas o aparato necessário
para que ele funcione poderá se equiparar às instalações milionárias
necessárias aos supercomputadores atuais.
Naftalina quântica
É aí que entra a naftalina - mais especificamente,
o material resultante da queima do naftaleno. A combustão gera um material à
base de carbono, um pó fino que pode ser disperso em solventes como água ou
etanol e depositado diretamente sobre uma pastilha de silício - depois de seco
e visto ao microscópio o material se transforma em uma série de nanoesferas.
Bálint Náfrádi, da Universidade Politécnica Federal
de Lausane, na Suíça, juntamente com colegas da Austrália e da Alemanha,
descobriu que esse material consegue manter estáveis os spins dos elétrons em
seu interior por até 175 nanossegundos - considera-se que a computação quântica pode se tornar prática a temperatura ambiente com qubits que sejam
estáveis por mais do que 100 nanossegundos.
"Isto provavelmente se deve à autodopagem dos
elétrons condutores do material e seu confinamento espacial nanométrico. Isto
basicamente significa que as nanoesferas podem ser feitas inteiramente de
carbono e preservarem suas propriedades eletrônicas únicas," afirmou
Mohammad Choucair, membro da equipe.
As nanoesferas de carbono parecem
ser responsáveis pelo isolamento do spin dos elétrons, que fica menos sujeito à
ação do ambiente. [Imagem: Bálint Náfrádi et al. - 10.1038/ncomms12232]
Novo e velho se juntam no atual
O registro dos dados nas nanoesferas já foi testado
com êxito. Agora a equipe planeja construir uma porta lógica quântica que se mantenha funcional a temperatura ambiente, sem qualquer aparato
de resfriamento.
"Em princípio, isto poderá abrir o caminho
para matrizes de qubits de alta densidade feitas com nanoesferas que sejam
integradas nas atuais tecnologias à base de silício ou eletrônica de filmes
finos," finalizou Choucair.